一種帶有一字型內(nèi)芯的防屈曲支撐構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種帶有一字型內(nèi)忍的防屈曲支撐構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震方法是通過提高結(jié)構(gòu)本身的強度和剛度來抵御地震作用，同時利 用結(jié)構(gòu)的延性W及塑性變形，來消耗地震輸入的能量。運種方法的缺點是在地震中主要依 靠結(jié)構(gòu)自身的損傷來消耗能量，而地震作用性往往是不確定的，而大量的震害調(diào)查研究也 表明，震后結(jié)構(gòu)雖未倒塌，但嚴重的破損導(dǎo)致結(jié)果無法繼續(xù)使用，加固成本高昂，加固與重 建陷入兩難選擇。因此，傳統(tǒng)的、消極的抗震對策并不可取，特別是在中、高度地震設(shè)防烈度 區(qū)。在結(jié)構(gòu)中設(shè)置防屈曲支撐構(gòu)件是改善結(jié)構(gòu)抗震性能的一種積極有效的措施。防屈曲支 撐構(gòu)件既可用于新建結(jié)構(gòu)，又適用于已有結(jié)構(gòu)的抗震加固，同時對高層建筑的控制效果要 更為明顯，因此，在實際工程中應(yīng)用廣泛。
[0003] 典型的防屈曲支撐構(gòu)件由內(nèi)忍、外包約束構(gòu)件W及兩者之間所設(shè)置的無粘結(jié)層或 間隙Ξ部分所構(gòu)成。其中支撐內(nèi)忍只承受軸力，只產(chǎn)生軸向變形，而約束構(gòu)件則通過其抗彎 剛度和抗彎承載力來防止鋼支撐受壓側(cè)向屈曲。目前，市場上常用的防屈曲支撐構(gòu)件主要 純鋼型和灌漿型。其中，純鋼型防屈曲支撐為防止內(nèi)忍構(gòu)件自身受壓屈服，一般要求內(nèi)忍構(gòu) 件截面回轉(zhuǎn)半徑較大，多為焊接組合截面，而焊接熱應(yīng)力W及焊接殘余變形往往會影響支 撐的整體組裝，焊接操作會改變內(nèi)忍的設(shè)計屈服力，甚至降低內(nèi)忍構(gòu)件的低周期疲勞性能， 而且，純鋼支撐一般費用較高；而灌漿型防屈曲支撐構(gòu)件通常是對內(nèi)忍板材進行火焰切割 處理，平面上形成變截面的幾何削弱，在截面削弱區(qū)域形成易于屈服的耗能區(qū)間，同純鋼支 撐一樣，內(nèi)忍構(gòu)件的二次加工降低了內(nèi)忍構(gòu)件的力學(xué)性能及抗疲勞性能。此外，現(xiàn)有的支撐 構(gòu)件，為了滿足端部強節(jié)點連接，一般端部連接板均做加強處理，即連接板局部加厚或連接 板局部尺寸放大，運種二次加工同樣影響了支撐的整體性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種帶有一字型內(nèi)忍的防屈曲支撐構(gòu)件，W解決現(xiàn)有市場上 使用的防屈曲支撐構(gòu)件的焊接熱應(yīng)力W及焊接殘余變形往往會影響支撐的整體組裝，降低 內(nèi)忍構(gòu)件的低周期疲勞性能、內(nèi)忍構(gòu)件的抗屈曲能力低且成本高的問題。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：
[0006] 一種帶有一字型內(nèi)忍的防屈曲支撐構(gòu)件，它包括內(nèi)忍構(gòu)件、約束構(gòu)件、水泥砂漿、 兩個端板和兩個端部連接部件，所述內(nèi)忍構(gòu)件為一字型變厚度鋼板，內(nèi)忍構(gòu)件的厚度由中 屯、向兩端逐漸遞增，所述內(nèi)忍構(gòu)件插裝在約束構(gòu)件內(nèi)，所述約束構(gòu)件內(nèi)填充有水泥砂漿，兩 個端板分別設(shè)置在約束構(gòu)件的兩端，端板與端部連接部件一一對應(yīng)設(shè)置；
[0007] 每個端部連接部件包括兩個豎向肋板，端板沿其板面厚度方向加工有十字形預(yù)留 通孔，所述內(nèi)忍構(gòu)件的兩端分別穿過兩個端板上十字形預(yù)留通孔中的水平孔，兩個豎向肋 板分別穿過十字形預(yù)留通孔中的豎直孔并與內(nèi)忍構(gòu)件固定連接。
[0008] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有W下有益效果：
[0009] 1、本發(fā)明中內(nèi)忍構(gòu)件為成品變厚度鋼板一次性切割形成，成品變厚度鋼板的使 用，避免焊接操作導(dǎo)致的內(nèi)忍構(gòu)件設(shè)計軸力的改變W及低周期疲勞性能的降低，最大限度 地保留了內(nèi)忍構(gòu)件的原有力學(xué)性能，改善了內(nèi)忍構(gòu)件的抗屈曲能力，從根本上提高了防屈 曲支撐的耗能能力。
[0010] 2、變厚度鋼板可因根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)進行變厚度生產(chǎn)，可根據(jù)支撐在結(jié)果中 受力大小進行減量優(yōu)化設(shè)計，節(jié)省鋼材，減輕結(jié)構(gòu)自重，滿足綠色建筑要求。
[0011] 3、本發(fā)明中內(nèi)忍構(gòu)件為一字型變厚度鋼板，構(gòu)造簡單，安裝步驟簡易方便，無需二 次加工，內(nèi)忍構(gòu)件截面較小，同時內(nèi)忍構(gòu)件的用鋼量降低，便于節(jié)約鋼材，造價低廉。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)剖面圖； 陽014] 圖3是圖1中A-A處的剖面圖；
[0015] 圖4是端板4的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖5是內(nèi)忍構(gòu)件1的主視結(jié)構(gòu)剖面圖； 陽017] 圖6是圖5中B處的放大圖；
[001引圖7是本發(fā)明的裝配示意圖；
[0019] 圖8是銷軸連接的本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0020] 一：結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8說明本實施方式， 本實施方式包括內(nèi)忍構(gòu)件1、約束構(gòu)件2、水泥砂漿3、兩個端板4和兩個端部連接部件5,所 述內(nèi)忍構(gòu)件1為一字型變厚度鋼板，內(nèi)忍構(gòu)件1的厚度由中屯、向兩端逐漸遞增，所述內(nèi)忍構(gòu) 件1插裝在約束構(gòu)件2內(nèi)，所述約束構(gòu)件2內(nèi)填充有水泥砂漿3,兩個端板4分別設(shè)置在約 束構(gòu)件2的兩端，端板4與端部連接部件5 -一對應(yīng)設(shè)置；
[0021] 每個端部連接部件5包括兩個豎向肋板5-1，端板4沿其板面厚度方向加工有十字 形預(yù)留通孔，所述內(nèi)忍構(gòu)件1的兩端分別穿過兩個端板4上十字形預(yù)留通孔中的水平孔，兩 個豎向肋板5-1分別穿過十字形預(yù)留通孔中的豎直孔并與內(nèi)忍構(gòu)件1固定連接。
[0022] 本實施方式中所述內(nèi)忍構(gòu)件1為一字型變厚度鋼板，它是由鋼廠提供的成品變厚 度鋼板一次性切割而成，內(nèi)忍構(gòu)件1在長度方向上，內(nèi)忍構(gòu)件1的厚度由中屯、向兩端逐漸遞 增，其兩端為厚板區(qū)域，中間為薄板區(qū)域，厚板區(qū)域與薄板區(qū)域之間通過厚度過渡段實現(xiàn)光 滑過渡，內(nèi)忍構(gòu)件1的兩端伸出其對應(yīng)的端板4的距離為Li，內(nèi)忍構(gòu)件1的每端、該端對應(yīng) 的端板4W及該端板4對應(yīng)的端部連接部件5 -起形成高強度連接節(jié)點。薄板及厚板的極 限強度及屈服強度接近，而中間薄板區(qū)域截面寬度不變，截面厚度減小，截面面積減小，相 比厚板區(qū)域更容易發(fā)生受壓、受拉屈服，因此在薄板區(qū)域能形成消能屈服段，從而達到防屈 曲支撐的耗能減震目的。
[0023] 本實施方式中的約束構(gòu)件2是用于包裹水泥砂漿3并與水泥砂漿3共同為內(nèi)忍構(gòu) 件1提供側(cè)向約束，限制內(nèi)忍構(gòu)件1的受壓失穩(wěn)，提高內(nèi)忍構(gòu)件1的抗壓承載力。
[0024] 本實施方式中的端板4,其截面尺寸同外部約束構(gòu)件2的橫截面尺寸相同，在端板 截面形屯、位置，開設(shè)有十字形預(yù)留通孔，預(yù)留通孔是由水平矩形孔和豎直矩形孔垂直交叉 形成，十字形通孔的設(shè)置是為了便于內(nèi)忍構(gòu)件1及端部連接部件5穿過端板4,十字形通孔 中水平矩形孔和豎直矩形孔的尺寸較內(nèi)忍構(gòu)件1的端部尺寸及端部連接部件的尺寸大1~ 2mm〇
[0025] 所述端部連接部件5是由鋼板切割而成，焊接于內(nèi)忍構(gòu)件1的端部，鋼板厚度同內(nèi) 忍構(gòu)件1厚板區(qū)域的厚度，其外部長度與內(nèi)忍構(gòu)件伸出端板4的長度Li相等，端部連接部件 5中每個豎向肋板伸入約束構(gòu)件2內(nèi)部的長度與處于約束構(gòu)件2外的長度比為1